本实用新型专利技术涉及聚合物设备领域，公开了一种带刮刀装置的圆盘反应器，包括卧式圆筒形壳体、转轴和多个环形圆盘；所述转轴横向固定于所述卧式圆筒形壳体内的两端，所述多个环形圆盘以串联形式轴向固定于转轴上；卧式圆筒形壳体的底部两端分别设有进料口和出料口，卧式圆筒形壳体出料口所在侧还设有气相口；卧式圆筒形壳体内位于若干相邻两个环形圆盘之间设有刮刀装置，所述刮刀装置的顶部高于反应时的物料液面。本实用新型专利技术圆盘反应器中靠近出料口侧的环形圆盘之间设有若干组刮刀装置，使高粘度的聚合物可以连续不断地更新液膜，有效地提供和混合、传质效果，提升了圆盘反应器的生产能力。
【技术实现步骤摘要】
一种带刮刀装置的圆盘反应器
本技术涉及聚合物反应设备领域，尤其涉及一种带刮刀装置的圆盘反应器。
技术介绍
圆盘反应器是是聚酯等聚合物生产中的关键装备，以聚酯聚合为例，是聚酯聚合的最终缩聚反应器，由预缩聚反应器来的聚酯预聚物由圆盘反应器底部进料口进入，通过环形圆盘搅拌器的连续搅拌，物料在釜内不断的聚合，使物料粘度不断增加，停留一定的时间后，达到产品指标要求的聚合物由排出。当前生产PTT、PET、PBT、PBAT、PBS等类型聚酯的终缩聚反应器中，圆环形圆盘反应器是应用较为普遍的一种，这种反应器生产PET时的粘度可以达到0.67dL/g。当这种圆盘反应器生产更高粘度的聚合物时，就会发生以下情况：当不断缩聚的聚合物粘度不断增加时，相应地环形圆盘上的聚合物液膜的厚度也逐渐增大，当膜厚增加到一定程度时，两个环形圆盘之间的聚合物液膜就会连接在一起，造成大量的高粘度聚合物粘附在圆盘上随着圆盘共同转动，形成了“固体回转”现象，液膜的更新也急剧减少，极大地降低了混合传质作用。随着时间的推移，这部分聚合物的降解速度开始大于聚合速度，使聚合物粘度又开始下降，部分降解的聚合物逐渐流动到出料口，直接影响了产出品的质量。另一方面，当聚合物液膜与环形圆盘形成一个整体共同转动时，阻挡了后来聚合物的流动，也限制了后来聚合物的表面更新和聚合反应，使后来聚合物的粘度无法进一步提高。
技术实现思路
针对上述问题，为了能够使圆盘反应器能够生产更高粘度的聚合物，本技术提供了一种带刮刀装置的圆盘反应器，该圆盘反应器中靠近出料口侧的环形圆盘之间设有若干组刮刀装置，使高粘度的聚合物可以连续不断地更新液膜，有效地提供和混合、传质效果，提升了圆盘反应器的生产能力。本技术的具体技术方案为：一种带刮刀装置的圆盘反应器，包括卧式圆筒形壳体、转轴和多个环形圆盘；所述转轴横向固定于所述卧式圆筒形壳体内的两端，所述多个环形圆盘以串联形式轴向固定于转轴上；卧式圆筒形壳体的底部两端分别设有进料口和出料口，卧式圆筒形壳体上出料口所在侧设有气相口。卧式圆筒形壳体内位于若干相邻两个环形圆盘之间设有刮刀装置，所述刮刀装置的顶部高于反应时的物料液面。本技术的圆盘反应器内部从进料口至出料口方向轴向分为三个区段：低粘区、中粘区、高粘区。其工作原理为：从预缩聚釜来的预聚物从进料口进入圆盘反应器后，在连续旋转的环形圆盘搅拌下，使聚合物熔体粘附在环形圆盘表面，预聚物被环形圆盘带动形成黏附膜，并在重力作用下形成下垂膜，在垂直于环形圆盘的刮板装置作用下形成拉伸膜，由于环形圆盘的不断带动和液膜的不断下滑，不断地产生新的液膜界面，使得液膜表面不断更新，聚合过程中产生的小分子可得以连续地脱出熔体，使聚合反应连续不断地进行下去，聚合度逐渐增加，从而获得粘度较高的聚合物熔体；物料依次通过低粘区、中粘区、高粘区，到达出料口时达到所需的粘度，产出合格的产品。由于聚合物熔体的粘度越高，则环形圆盘上粘附的液膜越厚，在使用同一反应器生产更高粘度的产品时，高粘区的两个环形圆盘间粘附的液膜之和就会大于两个环形圆盘的轴向间距，使得两个环形圆盘之间的聚合物液膜连成一体，造成大量的高粘度聚合物粘附在环形圆盘上随着环形圆盘共同转动，液膜的更新也急剧减少，极大地阻碍了聚合反应的进一步进行，并造成出料口液位下降甚至无法出料；随着时间的推移，这部分熔体又逐渐降解，严重影响产品质量。为了能够使用原有的反应器生产出更高粘度的新产品，本技术在靠近出料口处高粘区的相邻环形圆盘之间增加若干组固定于筒体内壁的刮刀装置，在环形圆盘旋转时相对于刮刀环形有个相对运动，使得粘附在环形圆盘上的厚液膜被刮刀切割开，一方面减小了液膜厚度增加了表面更新面积，另一方面高粘度熔体被刮刀推动着向出料口方向运动，成功产出更高粘度的产品。作为优选，所述刮刀装置设于靠近出料口处的若干相邻环形圆盘之间。作为优选，所述刮刀装置的数量为环形圆盘总数的1/6~1/3。因聚合物聚合时粘度越大，液面表面更新率越低，粘度值增加的越慢，本专利技术团队在经过潜心研究，优选增设刮刀装置的数量为环形圆盘总数的1/6~1/3效果最佳。作为优选，所述刮刀装置为一个刮刀或由上刮刀和下刮刀构成的组合刮刀。作为优选，可根据实际情况设计多种不同刮刀装置。相邻两个环形圆盘之间设有一个刮刀：所述刮刀的根部固定于卧式圆筒形壳体内壁上环形圆盘旋转伸出液面的部位，环形圆盘外径与刮刀在环形圆盘横截面上相交点处的切线与刮刀头部的夹角为钝角（图2中角度α>90°）。当刮刀装置为单片设置时，通过严格限定其位置与角度，能够使聚合液膜被刮薄的同时，被刮刀推动向环形圆盘的内侧流动，减小物料阻力（相对较为空旷，没有环形圆盘的阻挡），并有利于物料向出料口方向流动，有效地控制物料的停留时间，防止副反应和逆反应超限度发生。相邻两个环形圆盘之间设有由上刮刀和下刮刀构成的组合刮刀：所述下刮刀的根部固定于卧式圆筒形壳体内壁上环形圆盘旋转伸出液面的部位，环形圆盘外径与下刮刀在环形圆盘横截面上相交点处的切线与下刮刀头部的夹角为钝角（图3中角度α>90°）；所述上刮刀的根部固定于卧式圆筒形壳体的中心线上方，上刮刀与下刮刀的头部连接固定。当刮刀装置成对设置时，每两片形成一组，通过严格限定其位置与角度，能够使聚合液膜被刮薄的同时，被刮刀推动向环形圆盘的内侧流动，减小物料阻力（相对较为空旷，没有环形圆盘的阻挡），并有利于物料向出料口方向流动。而将两个刮刀头部搭接焊接固定，成三角形布置的两块刮刀非常稳定，不易变形。作为优选，所述刮刀、上刮刀或下刮刀的纵向母线与环形圆盘的横截面平行，刮刀、上刮刀或下刮刀的横截面与环形圆盘表面的夹角为15~45°（即图2-3中的β角为15-45°）。将刮刀的横截面与与环形圆盘表面的夹角限制在上述角度，能够使聚合物液膜被刮薄的同时，可以沿圆盘反应器轴向流向出料口方向，有效地控制物料的停留时间，防止副反应和逆反应超限度发生。作为优选，所述刮刀、上刮刀或下刮刀的横截面的朝下一侧为刀口型，朝上一侧为圆滑过渡。将刮刀的横截面形状设计为上述形状，下部为刀口型可以减小切割物料的阻力，上部为圆滑过渡，不易积料。作为优选，所述刮刀、上刮刀或下刮刀的头部靠近转轴。将刮刀的头部靠近转轴，能够用于刮转轴上的挂料。作为优选，所述刮刀、上刮刀或下刮刀的内部通热媒加热。对刮刀内部通热媒加热，可进一步增加高粘聚合物的流动性并进一步加强聚合反应。作为优选，所述卧式圆筒形壳体包括内筒体、设于内筒体外侧的夹套筒体以及密封于内筒体和夹套筒体两端的端盖；所述端盖上设有用于密封和支承所述转轴的密封装置和支承装置。作为优选，所述内筒体内设有若干隔板，所述隔板将环形圆盘沿转轴轴向分隔为若干顶部连通的腔室，可以避免不同腔室物料的返混，尽可能地实现平推流，缩小物料聚合度的分布范围；同时隔板上根据物料流动的需要可开孔，使物料可以顺利地完成轴向流动。作为优选，所述相邻环形圆盘之间的轴向间本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带刮刀装置的圆盘反应器，包括卧式圆筒形壳体、转轴（1）和多个环形圆盘（2）；所述转轴横向固定于所述卧式圆筒形壳体内的两端，所述多个环形圆盘以串联形式轴向固定于转轴上；卧式圆筒形壳体的底部两端分别设有进料口（3）和出料口（4），卧式圆筒形壳体出料口所在侧设有气相口（5）；其特征在于：卧式圆筒形壳体内位于若干相邻两个环形圆盘之间设有刮刀装置（6），所述刮刀装置的顶部高于反应时的物料液面。/n
【技术特征摘要】
1.一种带刮刀装置的圆盘反应器，包括卧式圆筒形壳体、转轴（1）和多个环形圆盘（2）；所述转轴横向固定于所述卧式圆筒形壳体内的两端，所述多个环形圆盘以串联形式轴向固定于转轴上；卧式圆筒形壳体的底部两端分别设有进料口（3）和出料口（4），卧式圆筒形壳体出料口所在侧设有气相口（5）；其特征在于：卧式圆筒形壳体内位于若干相邻两个环形圆盘之间设有刮刀装置（6），所述刮刀装置的顶部高于反应时的物料液面。
2.如权利要求1所述的圆盘反应器，其特征在于：所述刮刀装置设于靠近出料口处的若干相邻环形圆盘之间。
3.如权利要求2所述的圆盘反应器，其特征在于：所述刮刀装置的数量为环形圆盘总数的1/6~1/3。
4.如权利要求1-3之一所述的圆盘反应器，其特征在于：所述刮刀装置为一个刮刀（61）或由上刮刀（62）和下刮刀（63）构成的组合刮刀。
5.如权利要求4所述的圆盘反应器，其特征在于：
相邻两个环形圆盘之间设有一个刮刀：所述刮刀的根部固定于卧式圆筒形壳体内壁上环形圆盘旋转伸出液面的部位，环形圆盘外径与刮刀在环形圆盘横截面上相交点处的切线与刮刀头部的夹角为钝角；
相邻两个环形圆盘之间设有由上刮刀和下刮刀构成的组合刮刀：所述下刮刀的根部固定于卧式圆筒形壳体内壁上环形圆盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾振宇，徐锦龙，王文，董海良，
申请(专利权)人：浙江恒澜科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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